一種發(fā)電蓄熱太陽能熱水器系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種發(fā)電蓄熱太陽能熱水器系統(tǒng)，以解決現(xiàn)存太陽能熱水器在接受長時(shí)間強(qiáng)光照射，會使集熱管和蓄水箱內(nèi)的水持續(xù)沸騰、蒸發(fā)，不僅浪費(fèi)了水資源，持續(xù)加熱對太陽能熱水器的箱體也會造成損害。這樣強(qiáng)的太陽光照射，不能很好的利用，卻使資源得到浪費(fèi)的不足。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種發(fā)電蓄熱太陽能熱水器系統(tǒng)，包括太陽能電池板，其安裝于電池板支架上，太陽能電池板與電池板支架接觸處設(shè)置有轉(zhuǎn)軸，電池板支架上設(shè)置有轉(zhuǎn)軸，所述轉(zhuǎn)軸由電動機(jī)控制轉(zhuǎn)動，太陽能電池板與蓄電池相連。該系統(tǒng)使集熱管不至于過度加熱熱水，且具有很好的蓄熱保溫節(jié)能效果。
【專利說明】一種發(fā)電蓄熱太陽能熱水器系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種太陽能熱水器系統(tǒng)，特別是一種具有發(fā)電蓄熱功能的太陽能熱水器系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]太陽能熱水器是將太陽能轉(zhuǎn)換成熱能，以便加熱冷水的裝置，現(xiàn)在太陽能熱水器已經(jīng)成為生活中重要的洗浴工具。目前常用的太陽能熱水器基本都是安裝在者房屋的頂部，白天太陽能充足時(shí)，加熱水箱中的水。但是太陽光照強(qiáng)烈且光照時(shí)間很長的季節(jié)或者地區(qū)，太陽能熱水器在接受長時(shí)間強(qiáng)光照射，會使集熱管和蓄水箱內(nèi)的水持續(xù)沸騰、蒸發(fā)，不僅浪費(fèi)了水資源，持續(xù)加熱對太陽能熱水器的箱體也會造成損害。這樣強(qiáng)的太陽光照射，不能很好的利用，卻使資源得到浪費(fèi)。現(xiàn)有的太陽能熱水器也不能發(fā)電。并且到了夜晚無法加熱，使熱水很快冷卻，不利于人們使用。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本發(fā)明提供了一種發(fā)電蓄熱太陽能熱水器系統(tǒng)，以解決現(xiàn)存太陽能熱水器在接受長時(shí)間強(qiáng)光照射，會使集熱管和蓄水箱內(nèi)的水持續(xù)沸騰、蒸發(fā)，不僅浪費(fèi)了水資源，持續(xù)加熱對太陽能熱水器的箱體也會造成損害。這樣強(qiáng)的太陽光照射，不能很好的利用，卻使資源得到浪費(fèi)的不足。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種發(fā)電蓄熱太陽能熱水器系統(tǒng)，包括太陽能電池板8，太陽能電池板8安裝于電池板支架3上，太陽能電池板8與電池板支架3接觸處設(shè)置有轉(zhuǎn)軸12，電池板支架3上設(shè)置有轉(zhuǎn)軸12，所述轉(zhuǎn)軸12由電動機(jī)控制轉(zhuǎn)動，太陽能電池板8與蓄電池相連。
[0005]所述轉(zhuǎn)軸12為匯交式兩自由度手腕或偏置式兩自由度手腕。
[0006]本發(fā)明還包括蓄水箱1、支架2和集熱管5，還包括相變蓄熱材料6，所述相變蓄熱材料6包括60%的蓄熱材料成份和40%的調(diào)整材料成分，相變蓄熱材料6表面包裹包衣9，安裝于蓄熱網(wǎng)格7上，蓄熱網(wǎng)格安裝于蓄水箱I內(nèi)。
[0007]所述蓄熱材料成份的組份和重量份數(shù)比為石蠟35-40份，合成脂肪酸6-12份，月巴酸3-10份,蒙旦臘10-25份，晶體臘1-13份,葉片酸6-7份；調(diào)整材料成份的組份和重量份數(shù)比為阻燃劑25-30份，降凝劑2-5份，無機(jī)填料3-8份，防污劑2_5份，防霉劑10-20份，水泥增強(qiáng)劑3-5份，憎水劑25-35份，熱塑彈性體2-4份。
[0008]所述無機(jī)填料為碳酸鈣，所述熱塑彈性體為高密度聚乙烯、線性低密度聚乙烯和聚丙烯混合物。
[0009]所述阻燃劑包括雙酚A或十六烷基溴酚，所述憎水劑為硬脂酸鋅、硬脂酸鎂、硬脂酸鈣或硬脂酸鎘，所述降凝劑包括乙二醇或笨二甲酸酯，所述防污劑為四硼酸鈉、過氧化硼、過氧化鈉或者氧化銨，所述防霉劑為除藻劑、滅菌靈、氨菊酯或溴三甲酸酯。
[0010]所述相變蓄熱材料6的形狀為圓柱形或表面凹凸不平的柱形。
[0011]所述包衣9為塑料或金屬材質(zhì)。
[0012]所述蓄熱網(wǎng)格7截面為圓形或矩形，或者其他形狀，以能夠?qū)⑾嘧冃顭岵牧?安裝于蓄水相I內(nèi)為標(biāo)準(zhǔn)。
[0013]蓄水箱I設(shè)置有水位探測裝置4、溫度探測裝置10以及電加熱器11，電動機(jī)、蓄電池、水位探測裝置4、溫度探測裝置10以及電加熱器11均與控制器相連，所述控制器包括單片機(jī)、鍵盤、顯示屏、溫度采集電路和水位檢測電路。
[0014]本發(fā)明的使用方法是:當(dāng)白天陽光強(qiáng)烈，持續(xù)燒開集熱管5與蓄水箱I中的熱水時(shí)，由控制器控制太陽能電池板8從集熱管外側(cè)轉(zhuǎn)動到集熱管上部，遮擋住一部分陽光，這樣既能減少過度加熱集熱管5中的水，又能將多余的太陽能轉(zhuǎn)化為電能，儲存在蓄電池中，以備其他用處。
[0015]控制器包括單片機(jī)、鍵盤、顯示屏、溫度采集電路和水位檢測電路。當(dāng)蓄水箱I中的水溫度降低到一定程度時(shí)，控制器可控制電加熱器11輔助加熱水箱中的水。當(dāng)用水很多水位降低到一定程度時(shí)，控制器可控制向水箱中注水。
[0016]相變蓄熱材料6表面包裹包衣9，防止漏水、污染水質(zhì)，將裝有相變蓄熱材料6的蓄熱網(wǎng)格7安裝于蓄水箱I中，白天利用太陽能加熱熱水，在持續(xù)加熱過程中使相變蓄熱材料6吸熱液化，夜晚當(dāng)蓄水箱中的熱水下降到一定溫度時(shí)，相變蓄熱材料6開始放熱，逐漸固化，從而維持蓄水箱I中水的溫度，達(dá)到保溫效果。
[0017]相變蓄熱材料6設(shè)計(jì)成圓柱形或表面凹凸不平的柱形可以加大與水的接觸面積，從而更好的吸熱放熱。
[0018]如果溫度還是無法滿足生活需要，還可以利用電加熱器11對蓄水箱I中的水進(jìn)行加熱。
[0019]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明利用太陽能電池板利用多余太陽能發(fā)電以及遮擋集熱管，使集熱管不至于過度加熱熱水。并且通過運(yùn)用相變蓄熱材料液化吸熱、固化放熱的性質(zhì)，很好的保持了太陽能熱水器的溫度，使其能長時(shí)間保持高溫。同時(shí)該系統(tǒng)具有很好的保溫節(jié)能效果。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]圖1是太陽能電池板展開時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是太陽能電池板遮擋集熱管時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是本發(fā)明的左視圖；
圖4是相變蓄熱材料形狀；
圖5是形狀為圓形的蓄熱網(wǎng)格；
圖6是形狀為矩形的蓄熱網(wǎng)格；
圖7是控制器的原理圖；
圖8是溫度采集電路圖；
圖9是水位檢測電路圖；
圖10是太陽能電池板安裝示意圖；
圖11是太陽能電池板遮擋集熱管時(shí)主視圖；
圖12是太陽能電池板位于集熱管兩側(cè)時(shí)的主視圖； 圖13為匯交式兩自由度手腕轉(zhuǎn)軸的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖14為偏置式兩自由度手腕轉(zhuǎn)軸的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖15為電動機(jī)控制電路。
[0021]圖中:1_蓄水箱，2-支架，3-電池板滑軌，4-水位探測裝置，5-集熱管，6-相變蓄熱材料，7-蓄熱網(wǎng)格，8-太陽能電池板，9-包衣，10-溫度探測裝置，11-電加熱器，12-轉(zhuǎn)軸。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】，對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0023]實(shí)施方式一:如圖1-14所示，一種發(fā)電蓄熱太陽能熱水器系統(tǒng)，發(fā)電蓄熱太陽能熱水器系統(tǒng)還包括太陽能電池板8，太陽能電池板8安裝于電池板支架3上，太陽能電池板8與電池板支架3接觸處設(shè)置有轉(zhuǎn)軸12，電池板支架3上設(shè)置有轉(zhuǎn)軸12，所述轉(zhuǎn)軸12由電動機(jī)控制轉(zhuǎn)動，太陽能電池板8與蓄電池相連。
[0024]所述轉(zhuǎn)軸12為匯交式兩自由度手腕，其結(jié)構(gòu)示意圖為圖14。
[0025]控制器控制轉(zhuǎn)軸12的電路為普通的電動機(jī)控制電路，如圖15所示為正反轉(zhuǎn)控制電路。
[0026]蓄水箱I設(shè)置有水位探測裝置4、溫度探測裝置10以及電加熱器11，電動機(jī)、蓄電池、水位探測裝置4、溫度探測裝置10以及電加熱器11均與控制器相連，所述控制器包括單片機(jī)、鍵盤、顯示屏、溫度采集電路和水位檢測電路。
[0027]溫度采集電路如圖8所示，當(dāng)太陽能充足時(shí)，太陽能熱水器中的水被持續(xù)加熱到100°C —定時(shí)間，溫度采集電路采集溫度信號，由控制器控制太陽能電池板8由兩側(cè)向中間合并，最終形成遮擋板，遮住一部分太陽光，這樣既能防止過度對熱水器中的水加熱，避免水蒸發(fā)而浪費(fèi)，又能依靠太陽能電池板8發(fā)電，將所發(fā)電能儲存到蓄電池中，以備其他方式用電。太陽能電池板8的合并于張開，由控制器控制轉(zhuǎn)軸12中的伺服電機(jī)來實(shí)現(xiàn)。
[0028]太陽能電池板8只遮擋住一部分集熱管而不是全部遮擋，目的在于降低加熱強(qiáng)度，維持一定程度的加熱，而不是過度加熱，也不是完全不利用太陽能加熱。如果溫度溫度采集裝置10采集到熱水器中的水持續(xù)低于一定溫度，則控制器控制太陽能電池板8向兩側(cè)展開，讓集熱管充分利用太陽能加熱。
[0029]水位檢測電路如圖9所示，當(dāng)用戶用水達(dá)一定量時(shí)，水位檢測裝置4探測到水量的減少，由水位檢測電路發(fā)出信號到控制器，控制器控制水管向熱水器中注水。
[0030]本發(fā)明包括蓄水箱1、支架2和集熱管5，還包括相變蓄熱材料6，所述相變蓄熱材料6包括60%的蓄熱材料成份和40%的調(diào)整材料成分，相變蓄熱材料6表面包裹包衣9，安裝于蓄熱網(wǎng)格7上，蓄熱網(wǎng)格安裝于蓄水箱I內(nèi)。
[0031]所述蓄熱材料成份的組份和重量份數(shù)比為石蠟35-40份，合成脂肪酸6-12份，月巴酸3-10份,蒙旦臘10-25份，晶體臘1-13份,葉片酸6-7份；調(diào)整材料成份的組份和重量份數(shù)比為阻燃劑25-30份，降凝劑2-5份，無機(jī)填料3-8份，防污劑2_5份，防霉劑10-20份，水泥增強(qiáng)劑3-5份，憎水劑25-35份，熱塑彈性體2-4份。
[0032]所述無機(jī)填料為碳酸鈣，所述熱塑彈性體為高密度聚乙烯、線性低密度聚乙烯和聚丙烯混合物。所述阻燃劑包括雙酚A或十六烷基溴酚，所述憎水劑為硬脂酸鋅、硬脂酸鎂、硬脂酸鈣或硬脂酸鎘，所述降凝劑包括乙二醇或笨二甲酸酯，所述防污劑為四硼酸鈉、過氧化硼、過氧化鈉或者氧化銨，所述防霉劑為除藻劑、滅菌靈、氨菊酯或溴三甲酸酯。
[0033]所述相變蓄熱材料6的形狀為圓柱形或表面凹凸不平的柱形，包衣9為塑料或金屬材質(zhì)。蓄熱網(wǎng)格7截面為圓形或矩形，或者其他形狀，以能夠?qū)⑾嘧冃顭岵牧?安裝于蓄水相I內(nèi)為標(biāo)準(zhǔn)。
[0034]實(shí)施方式二:如圖1-14所示，一種發(fā)電蓄熱太陽能熱水器系統(tǒng)，發(fā)電蓄熱太陽能熱水器系統(tǒng)還包括太陽能電池板8，太陽能電池板8安裝于電池板支架3上，太陽能電池板8與電池板支架3接觸處設(shè)置有轉(zhuǎn)軸12，電池板支架3上設(shè)置有轉(zhuǎn)軸12，所述轉(zhuǎn)軸12由電動機(jī)控制轉(zhuǎn)動，太陽能電池板8與蓄電池相連。
[0035]所述轉(zhuǎn)軸12為偏置式兩自由度手腕，其結(jié)構(gòu)示意圖為圖13。
[0036]蓄水箱I設(shè)置有水位探測裝置4、溫度探測裝置10以及電加熱器11，電動機(jī)、蓄電池、水位探測裝置4、溫度探測裝置10以及電加熱器11均與控制器相連，所述控制器包括單片機(jī)、鍵盤、顯示屏、溫度采集電路和水位檢測電路。
[0037]溫度采集電路如圖8所示，圖中給出了節(jié)點(diǎn)I的連接電路。首先，設(shè)計(jì)中選取熱敏電阻RT103作為溫度傳感原件，將溫度信號轉(zhuǎn)換為電壓信號；接著，電壓信號輸入模擬開關(guān)器件⑶4067D，可通過MCU配置其AB⑶四個(gè)控制端對輸入信號進(jìn)行選通，并由其公共端即管腳I輸出；最后，模擬開關(guān)輸出的信號經(jīng)RC濾波及限幅處理后輸入到MCU的AD輸入端，節(jié)點(diǎn)溫度采集得以實(shí)現(xiàn)。
[0038]水位檢測電路如圖9所示，水位檢測器電路由水位檢測傳感器、間歇振蕩器、LED閃爍指示電路、音頻振蕩器和音頻放大電路等組成。
[0039]本發(fā)明還包括蓄水箱1、支架2和集熱管5，還包括相變蓄熱材料6，所述相變蓄熱材料6包括60%的蓄熱材料成份和40%的調(diào)整材料成分，相變蓄熱材料6表面包裹包衣9，安裝于蓄熱網(wǎng)格7上，蓄熱網(wǎng)格安裝于蓄水箱I內(nèi)。
[0040]所述蓄熱材料成份的組份和重量份數(shù)比為石蠟35-40份，合成脂肪酸6-12份，月巴酸3-10份,蒙旦臘10-25份，晶體臘1-13份,葉片酸6-7份；調(diào)整材料成份的組份和重量份數(shù)比為阻燃劑25-30份，降凝劑2-5份，無機(jī)填料3-8份，防污劑2_5份，防霉劑10-20份，水泥增強(qiáng)劑3-5份，憎水劑25-35份，熱塑彈性體2-4份。
[0041]所述無機(jī)填料為碳酸鈣，所述熱塑彈性體為高密度聚乙烯、線性低密度聚乙烯和聚丙烯混合物。所述阻燃劑包括雙酚A或十六烷基溴酚，所述憎水劑為硬脂酸鋅、硬脂酸鎂、硬脂酸鈣或硬脂酸鎘，所述降凝劑包括乙二醇或笨二甲酸酯，所述防污劑為四硼酸鈉、過氧化硼、過氧化鈉或者氧化銨，所述防霉劑為除藻劑、滅菌靈、氨菊酯或溴三甲酸酯。
[0042]所述相變蓄熱材料6的形狀為圓柱形或表面凹凸不平的柱形，包衣9為塑料或金屬材質(zhì)。蓄熱網(wǎng)格7截面為圓形或矩形，或者其他形狀，以能夠?qū)⑾嘧冃顭岵牧?安裝于蓄水相I內(nèi)為標(biāo)準(zhǔn)。
[0043]上面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作了詳細(xì)說明，但是發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式，在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識范圍內(nèi)，還可以在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下作出各種變化。
【權(quán)利要求】
1.一種發(fā)電蓄熱太陽能熱水器系統(tǒng)，包括蓄水箱(I)、支架(2)和集熱管(5)，其特征在于:還包括太陽能電池板(8)，太陽能電池板(8)安裝于電池板支架(3)上，太陽能電池板(8)與電池板支架(3)接觸處設(shè)置有轉(zhuǎn)軸(12)，電池板支架(3)上設(shè)置有轉(zhuǎn)軸(12)，所述轉(zhuǎn)軸(12)由電動機(jī)控制轉(zhuǎn)動，太陽能電池板(8)與蓄電池相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)電蓄熱太陽能熱水器系統(tǒng)，其特征在于:所述轉(zhuǎn)軸(12)為匯交式兩自由度手腕或偏置式兩自由度手腕。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)電蓄熱太陽能熱水器系統(tǒng)，其特征在于:還包括相變蓄熱材料(6)，所述相變蓄熱材料(6)包括60%的蓄熱材料成份和40%的調(diào)整材料成分，相變蓄熱材料(6)表面包裹包衣(9)，安裝于蓄熱網(wǎng)格(7)上，蓄熱網(wǎng)格(7)安裝于蓄水箱(I)內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的發(fā)電蓄熱太陽能熱水器系統(tǒng)，其特征在于:所述蓄熱材料成份的組份和重量份數(shù)比為石蠟35-40份，合成脂肪酸6-12份，肥酸3-10份，蒙旦蠟10-25份，晶體蠟1-13份，葉片酸6-7份；調(diào)整材料成份的組份和重量份數(shù)比為阻燃劑25-30份，降凝劑2-5份，無機(jī)填料3-8份，防污劑2-5份，防霉劑10-20份，水泥增強(qiáng)劑3_5份，憎水劑25-35份，熱塑彈性體2-4份。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的發(fā)電蓄熱太陽能熱水器系統(tǒng)，其特征在于:所述相變蓄熱材料(6)的形狀為圓柱形。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的發(fā)電蓄熱太陽能熱水器系統(tǒng)，其特征在于:所述相變蓄熱材料(6)的形狀為表面凹凸不平的柱形。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的發(fā)電蓄熱太陽能熱水器系統(tǒng)，其特征在于:所述包衣(9)為塑料或金屬材質(zhì)。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的發(fā)電蓄熱太陽能熱水器系統(tǒng)，其特征在于:所述蓄熱網(wǎng)格(7)截面為圓形或矩形。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的發(fā)電蓄熱太陽能熱水器系統(tǒng)，其特征在于:蓄水箱(I)設(shè)置有水位探測裝置(4)、溫度探測裝置(10)以及電加熱器(11)，電動機(jī)、蓄電池、水位探測裝置(4)、溫度探測裝置(10)以及電加熱器(11)均與控制器相連，所述控制器包括單片機(jī)、鍵盤、顯示屏、溫度采集電路和水位檢測電路。
【文檔編號】H02S20/30GK104180542SQ201410233497
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年5月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月29日
【發(fā)明者】王博, 豐佩印, 王景, 雙凡, 王莉, 高燕梅, 宋旻英 申請人:昆明理工大學(xué)